(57)【要約】  画像復号方法は、既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、過去の量子化スケーリングマトリクスに対する新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得ステップと、マトリクス取得ステップで取得された過去の量子化スケーリングマトリクスと、更新パラメータ取得ステップで取得された更新パラメータとを用いて、新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号ステップと、マトリクス復号ステップで復号された新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化画像を復号する画像復号ステップとを含む。
2011052217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する画像復号方法であって、
既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得ステップと、
前記マトリクス取得ステップで取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得ステップで取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号ステップと、
前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項２】
前記更新パラメータ取得ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの倍率を示す第１の更新パラメータと、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のばらつきの度合いを示す第２の更新パラメータとを、前記符号化ストリームから取得し、
前記マトリクス復号ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記第１及び第２の更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを予測した予測マトリクスを算出し、算出した前記予測マトリクスを用いて前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する
請求項１に記載の画像復号方法。
【請求項３】
前記更新パラメータ取得ステップでは、さらに、前記新たな量子化スケーリングマトリクスと前記予測マトリクスとの差分であるデルタマトリクスを、前記符号化ストリームから取得し、
前記マトリクス復号ステップでは、前記予測マトリクスと前記デルタマトリクスとを加算することによって、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する
請求項２に記載の画像復号方法。
【請求項４】
前記新たな量子化スケーリングマトリクス、前記過去の量子化スケーリングマトリクス、前記予測マトリクス、及び前記デルタマトリクスは、それぞれｎ（ｎは２以上の自然数）個の値で構成される行列であり、
前記新たな量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値をＭnew（ｉ）、前記過去の量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値をＭold（ｉ）、前記デルタマトリクスを構成するｎ個の値をΔＭ（ｉ）、前記第１の更新パラメータから得られる第１の係数をＰ１、前記第２の更新パラメータから得られる第２の係数をＰ２、前記新たな量子化スケーリングマトリクス毎に定まる係数をＦ、及びｉ＝１〜ｎとすると、
前記マトリクス復号ステップでは、式１により、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する
【数１】
2011052217.tif 000005
請求項３に記載の画像復号方法。
【請求項５】
前記係数Ｆは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスの直流成分の値に一致する
請求項４に記載の画像復号方法。
【請求項６】
前記係数Ｆは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値の平均値に一致する
請求項４に記載の画像復号方法。
【請求項７】
前記符号化ストリームは、さらに、前記更新パラメータが含まれているか否かを示す更新フラグを含み、
該画像復号方法は、前記更新パラメータが含まれていることを示す値が前記更新フラグに設定されている場合に、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項８】
前記符号化ストリームは、さらに、前記新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化方法を示す更新タイプフラグを含み、
該画像復号方法は、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを前記過去の量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化していることを示す値が前記更新タイプフラグに設定されている場合に、前記過去の量子化スケーリングマトリクスと前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項９】
前記符号化ストリームは、さらに、前記過去の量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報を含み、
前記マトリクス取得ステップでは、既に復号された複数の量子化スケーリングマトリクスのうち、前記識別情報によって特定される量子化スケーリングマトリクスを、前記過去の量子化スケーリングマトリクスとして取得する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１０】
画像を符号化する画像符号化方法であって、
既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出ステップと、
前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出ステップで算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項１１】
前記更新パラメータ算出ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの倍率を示す第１の更新パラメータと、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のばらつきの度合いを示す第２の更新パラメータとを算出し、
前記符号化ステップでは、前記第１及び第２の更新パラメータを前記符号化ストリームに含める
請求項１０に記載の画像符号化方法。
【請求項１２】
前記更新パラメータ算出ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記第１及び第２の更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを予測した予測マトリクスを算出し、前記新たな量子化スケーリングマトリクスと前記予測マトリクスとの差分であるデルタマトリクスの値が最小になるように、前記第１及び第２の更新パラメータを算出し、
前記符号化ステップでは、さらに、前記デルタマトリクスを前記符号化ストリームに含める
請求項１１に記載の画像符号化方法。
【請求項１３】
前記符号化ステップでは、さらに、前記マトリクス取得ステップで取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報を、前記符号化ストリームに含める
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項１４】
符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する画像復号装置であって、
既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得部と、
前記マトリクス取得部で取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得部で取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号部と、
前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号部とを備える
画像復号装置。
【請求項１５】
画像を符号化する画像符号化装置であって、
既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出部と、
前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出部で算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化部とを備える
画像符号化装置。
【請求項１６】
コンピュータに、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号させるプログラムであって、
既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得ステップと、
前記マトリクス取得ステップで取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得ステップで取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号ステップと、
前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号ステップとを、コンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１７】
コンピュータに、画像を符号化させるプログラムであって、
既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出ステップと、
前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出ステップで算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化ステップとを、コンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１８】
符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する集積回路であって、
既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得部と、
前記マトリクス取得部で取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得部で取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号部と、
前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号部とを備える
集積回路。
【請求項１９】
画像を符号化する集積回路であって、
既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、
前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出部と、
前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出部で算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化部とを備える
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、あらゆるマルチメディアデータ符号化に用いることができ、特に、画像および映像の復号及び符号化に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
あらゆる画像または映像の符号化方式において、量子化は、画像または映像内のいくらかの情報を除去することでデータを圧縮する重要なステップである。量子化処理において情報を失うことでデータをよりよく圧縮できるように、量子化は通常、空間領域のデータを周波数領域に変換して実行される。【０００３】
大抵の画像または映像の符号化方式において、量子化処理は量子化パラメータによって制御できる。このとき量子化パラメータの値が大きければ圧縮量も大きくなり、より多くの情報が失われる。そしてその逆も成立する。【０００４】
量子化処理を制御するためには、大抵の画像または映像の符号化方式において、量子化パラメータの他に、量子化および逆量子化処理を量子化スケーリングマトリクス値のセットによっても制御できる（例えば、特許文献１参照）。ここで、２次元変換ブロックにおける各周波数係数は、量子化パラメータと、量子化スケーリングマトリクスの対応する値との両方を用いて量子化できる。なお、「マトリクス値」とは、マトリクスを構成する係数の値を指す（以下同じ）。【０００５】
逆量子化処理の一例は、次の式で表すことが出来る。
ＡｂｓＣｏｅｆｆ［ｉ］［ｊ］  ＝  ａｂｓ（ＱｕａｎｔｉｚｅｄＣｏｅｆｆ［ｉ］［ｊ］）＊ＬｅｖｅｌＳｃａｌｅ＊ＳｃａｌｉｎｇＭａｔｒｉｘ［ｉ］［ｊ］＞＞（ＱＳｈｉｆｔ）【０００６】
ここで、ＬｅｖｅｌＳｃａｌｅおよびＱＳｈｉｆｔは、量子化パラメータによって制御される。また、ＳｃａｌｉｎｇＭａｔｒｉｘ［ｉ］［ｊ］は、量子化スケーリングマトリクス値である。【０００７】
ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０  （ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ）のような映像符号化方式では、量子化スケーリングマトリクスは、シーケンスヘッダ内またはピクチャヘッダ内の何れかに含めて符号化できる。従来、量子化スケーリングマトリクス値は、所定の順序に並び替えられて前後の値の差分を算出し、この差分値をシーケンスヘッダまたはピクチャヘッダ内に含めて符号化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１９３４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先行技術の課題の１つは、ピクチャヘッダ内の量子化スケーリングマトリクス値の送信に必要なビット数である。特に、多くの量子化スケーリングマトリクスがピクチャヘッダを通してデコーダに送信されるときは、大量のビットを必要とするので、符号化効率が低下する。【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、量子化スケーリングマトリクスを少ないビット数で符号化し、又は復号できる画像符号化方法及び画像符号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態に係る画像復号方法は、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する方法である。具体的には、既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得ステップと、前記マトリクス取得ステップで取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得ステップで取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号ステップと、前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号ステップとを含む。【００１２】
上記構成のように、過去の量子化スケーリングマトリクスに基づいて、新たな量子化スケーリングマトリクスを算出することにより、従来と比較して、新たな量子化スケーリングマトリクスを算出するために、符号化ストリームに含めなければならない情報量を削減することができる。その結果、符号化効率が向上する。【００１３】
また、前記更新パラメータ取得ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの倍率を示す第１の更新パラメータと、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のばらつきの度合いを示す第２の更新パラメータとを、前記符号化ストリームから取得してもよい。そして、前記マトリクス復号ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記第１及び第２の更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを予測した予測マトリクスを算出し、算出した前記予測マトリクスを用いて前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号してもよい。【００１４】
さらに、前記更新パラメータ取得ステップでは、前記新たな量子化スケーリングマトリクスと前記予測マトリクスとの差分であるデルタマトリクスを、前記符号化ストリームから取得してもよい。そして、前記マトリクス復号ステップでは、前記予測マトリクスと前記デルタマトリクスとを加算することによって、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号してもよい。【００１５】
一例として、前記新たな量子化スケーリングマトリクス、前記過去の量子化スケーリングマトリクス、前記予測マトリクス、及び前記デルタマトリクスは、それぞれｎ（ｎは２以上の自然数）個の値で構成される行列であってもよい。そして、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値をＭnew（ｉ）、前記過去の量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値をＭold（ｉ）、前記デルタマトリクスを構成するｎ個の値をΔＭ（ｉ）、前記第１の更新パラメータから得られる第１の係数をＰ１、前記第２の更新パラメータから得られる第２の係数をＰ２、前記新たな量子化スケーリングマトリクス毎に定まる係数をＦ、及びｉ＝１〜ｎとすると、前記マトリクス復号ステップでは、下記式１により、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号してもよい。【００１６】
なお、前記係数Ｆは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスの直流成分の値に一致する値であってもよい。また、前記係数Ｆは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値の平均値に一致する値であってもよい。【００１７】
さらに、前記符号化ストリームは、前記更新パラメータが含まれているか否かを示す更新フラグを含んでもよい。そして、該画像復号方法は、前記更新パラメータが含まれていることを示す値が前記更新フラグに設定されている場合に、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号してもよい。【００１８】
さらに、前記符号化ストリームは、前記新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化方法を示す更新タイプフラグを含んでもよい。そして、該画像復号方法は、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを前記過去の量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化していることを示す値が前記更新タイプフラグに設定されている場合に、前記過去の量子化スケーリングマトリクスと前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号してもよい。【００１９】
さらに、前記符号化ストリームは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報を含んでもよい。そして、前記マトリクス取得ステップでは、既に復号された複数の量子化スケーリングマトリクスのうち、前記識別情報によって特定される量子化スケーリングマトリクスを、前記過去の量子化スケーリングマトリクスとして取得してもよい。【００２０】
本発明の一形態に係る画像符号化方法は、画像を符号化する方法である。具体的には、既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出ステップと、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出ステップで算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化ステップとを含む。【００２１】
上記構成のように、過去の量子化スケーリングマトリクスに基づいて、新たな量子化スケーリングマトリクスを算出することにより、従来と比較して、新たな量子化スケーリングマトリクスを算出するために、符号化ストリームに含めなければならない情報量を削減することができる。その結果、符号化効率が向上する。【００２２】
また、前記更新パラメータ算出ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの倍率を示す第１の更新パラメータと、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のばらつきの度合いを示す第２の更新パラメータとを算出してもよい。そして、前記符号化ステップでは、前記第１及び第２の更新パラメータを前記符号化ストリームに含めてもよい。【００２３】
また、前記更新パラメータ算出ステップでは、前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記第１及び第２の更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを予測した予測マトリクスを算出し、前記新たな量子化スケーリングマトリクスと前記予測マトリクスとの差分であるデルタマトリクスの値が最小になるように、前記第１及び第２の更新パラメータを算出してもよい。そして、前記符号化ステップでは、さらに、前記デルタマトリクスを前記符号化ストリームに含めてもよい。上記構成によれば、デルタマトリクスの各値を限りなく０に近い値にすることができるので、符号化効率が向上する。【００２４】
さらに、前記符号化ステップでは、さらに、前記マトリクス取得ステップで取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報を、前記符号化ストリームに含めてもよい。これにより、例えば、新たな量子化スケーリングマトリクスとの相関が最も高い過去の量子化マトリクスを選択すること等が可能となる。【００２５】
本発明の一形態に係る画像復号装置は、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する。具体的には、既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得部と、前記マトリクス取得部で取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得部で取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号部と、前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号部とを備える。【００２６】
本発明の一形態に係る画像符号化装置は、画像を符号化する。具体的には、既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出部と、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出部で算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化部とを備える。【００２７】
本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータに、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号させる。具体的には、既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得ステップと、前記マトリクス取得ステップで取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得ステップで取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号ステップと、前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号ステップとを、コンピュータに実行させる。【００２８】
本発明の他の形態に係るプログラムは、コンピュータに、画像を符号化させる。具体的には、既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得ステップと、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出ステップと、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出ステップで算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化ステップとを、コンピュータに実行させる。【００２９】
本発明の一形態に係る集積回路は、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する。具体的には、既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、前記符号化ストリームから取得する更新パラメータ取得部と、前記マトリクス取得部で取得された前記過去の量子化スケーリングマトリクスと、前記更新パラメータ取得部で取得された前記更新パラメータとを用いて、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するマトリクス復号部と、前記マトリクス復号ステップで復号された前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて前記符号化画像を復号する画像復号部とを備える。【００３０】
本発明の他の形態に係る集積回路は、画像を符号化する。具体的には、既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得するマトリクス取得部と、前記過去の量子化スケーリングマトリクスに対する前記新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを算出する更新パラメータ算出部と、前記新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、前記更新パラメータ算出部で算出された前記更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成する符号化部とを備える。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、量子化スケーリングマトリクス値の符号量が減るので、符号化効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の一形態に係る画像復号装置の機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一形態に係る画像符号化装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、量子化スケーリングマトリクス値と逆量子化絶対値との間の関係を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、シーケンスヘッダ内に設定される更新パラメータの例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ピクチャヘッダ内に設定される更新パラメータの例を示す図である。
【図５】図５は、ピクチャヘッダまたはシーケンスヘッダ内に符号化されている２つのタイプの更新パラメータを示す図である。
【図６】図６は、量子化スケーリングマトリクス値を復号する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、量子化スケーリングマトリクス値を符号化する処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、１ブロック変換サイズの量子化スケーリングマトリクス値を更新する復号処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、１ブロック変換サイズの量子化スケーリングマトリクス値を更新する符号化処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、更新パラメータを復号する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、更新パラメータを符号化する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、新たな量子化スケーリングマトリクス値を算出する復号処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、新たな量子化スケーリングマトリクス値を算出する符号化処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の一形態に係る画像復号装置の詳細な機能ブロック図である。
【図１５】図１５は、本発明の一形態に係る画像符号化装置の詳細な機能ブロック図である。
【図１６】図１６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、携帯電話の外観を示す図である。
【図１８】図１８は、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、デジタル放送用システムの全体構成の一例を示す模式図である。
【図２０】図２０は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生記録部の構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図２３】図２３は、各実施の形態に係る画像符号化方法および画像復号方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して、実施の形態１に係る画像復号装置及び画像符号化装置の構成及び動作を説明する。
【００３４】
画像復号装置１０は、図１に示されるように、マトリクス取得部１１と、更新パラメータ取得部１２と、マトリクス復号部１３と、画像復号部１４とを備え、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号する装置である。
【００３５】
マトリクス取得部１１は、既に復号された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの復号に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得する。そして、マトリクス取得部１１は、取得した過去の量子化スケーリングマトリクスを、マトリクス復号部１３に出力する。なお、既に復号された量子化スケーリングマトリクスは、画像復号装置１０のメモリ（図示省略）に保持されている。
【００３６】
過去の量子化スケーリングマトリクスの選択方法は特に限定されないが、例えば、直前に復号された量子化スケーリングマトリクスを選択してもよい。又は、符号化ストリームに過去の量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報が含まれている場合には、この識別情報に基づいて、過去の量子化スケーリングマトリクスを選択してもよい。又は、規格に定めるデフォルトの量子化スケーリングマトリクスを選択してもよい。
【００３７】
更新パラメータ取得部１２は、過去の量子化スケーリングマトリクスに対する新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータを、符号化ストリームから取得する。そして、更新パラメータ取得部１２は、取得した更新パラメータを、マトリクス復号部１３に出力する。
【００３８】
なお、ここで取得される更新パラメータは、過去の量子化スケーリングマトリクスに対する新たな量子化スケーリングマトリクスの倍率を示す第１の更新パラメータと、新たな量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のばらつきの度合いを示す第２の更新パラメータと、新たな量子化スケーリングマトリクスと予測マトリクス（後述）との差分であるデルタマトリクスとを含む。
【００３９】
マトリクス復号部１３は、マトリクス取得部１１で取得された過去の量子化スケーリングマトリクスと、更新パラメータ取得部１２で取得された更新パラメータとを用いて、新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する。そして、マトリクス復号部１３は、復号した新たな量子化スケーリングマトリクスを、画像復号部１４に出力する。
【００４０】
より具体的には、マトリクス復号部１３は、過去の量子化スケーリングマトリクスと、第１及び第２の更新パラメータとを用いて、新たな量子化スケーリングマトリクスを予測した予測マトリクスを算出する。そして、マトリクス復号部１３は、予測マトリクスとデルタマトリクスとを加算することによって、新たな量子化スケーリングマトリクスを復号する。
【００４１】
画像復号部１４は、マトリクス復号部１３で復号された新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて、符号化ストリームに含まれる符号化画像を復号し、復号画像を出力する。
【００４２】
画像符号化装置２０は、図２に示されるように、マトリクス取得部２１と、更新パラメータ算出部２２と、符号化部２３とを備え、画像を符号化する装置である。
【００４３】
マトリクス取得部２１は、既に符号化された量子化スケーリングマトリクスであって、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化に用いられる過去の量子化スケーリングマトリクスを取得する。そして、マトリクス取得部２１は、取得した過去の量子化スケーリングマトリクスを、更新パラメータ算出部２２に出力する。なお、既に符号化された量子化スケーリングマトリクスは、画像符号化装置２０のメモリ（図示省略）に保持されている。
【００４４】
過去の量子化スケーリングマトリクスの選択方法は特に限定されないが、例えば、直前に符号化された量子化スケーリングマトリクスを選択してもよい。又は、新たな量子化スケーリングマトリクスとの相関が最も高い量子化スケーリングマトリクスを選択してもよい。この場合、選択した量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報を、符号化ストリームに含める必要がある。
【００４５】
更新パラメータ算出部２２は、過去の量子化スケーリングマトリクスに対する新たな量子化スケーリングマトリクスの変化量を示す更新パラメータ（第１及び第２の更新パラメータ、及びデルタマトリクス等）を算出する。そして、更新パラメータ算出部２２は、算出した更新パラメータを、符号化部２３に出力する。
【００４６】
一例として、デルタマトリクスは、過去の量子化スケーリングマトリクスと、第１及び第２の更新パラメータとを用いて、新たな量子化スケーリングマトリクスを予測した予測マトリクスと、新たな量子化スケーリングマトリクスとの差分である。そして、更新パラメータ算出部２２は、このデルタマトリクスの値が最小になるように、第１及び第２の更新パラメータを算出すればよい。
【００４７】
符号化部２３は、新たな量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化された符号化画像と、更新パラメータ算出部２２で算出された更新パラメータとを含む符号化ストリームを生成し、出力する。さらに、符号化部２３は、過去の量子化スケーリングマトリクスを特定するための識別情報を、符号化ストリームに含めてもよい。
【００４８】
図３は、量子化スケーリングマトリクス値と、逆量子化絶対値との間の関係を示す図である。図３に示されるように、量子化スケーリングマトリクス値が大きければ、量子化スケールステップも大きくなり、その逆も成立する。
【００４９】
図４Ａ及び図４Ｂは、ピクチャヘッダおよびシーケンスヘッダ内に含まれる、量子化スケーリングマトリクスの更新に用いられるパラメータの例を示す図である。
【００５０】
シーケンスヘッダ（Ｄ２００）には、例えば図４Ａに示されるように、更新フラグ（Ｄ２０２）と、更新デノミネータ（Ｄ２０４）と、更新パラメータ（Ｄ２０６）とを含めることができる。同様に、ピクチャヘッダ（Ｄ２１４）には、例えば図４Ｂに示されるように、更新フラグ（Ｄ２０２）と、更新デノミネータ（Ｄ２０４）と、更新パラメータ（Ｄ２０６）とを含めることができる。
【００５１】
更新フラグ（Ｄ２０２、Ｄ２０８）は、当該ヘッダに新たな量子化スケーリングマトリクスを復号するための情報、すなわち、更新パラメータが含まれているか否かを示すフラグである。例えば、更新フラグ（Ｄ２０２、Ｄ２０８）に１が設定されている場合に、その後に更新デノミネータ（Ｄ２０４、Ｄ２１０）及び更新パラメータ（Ｄ２０６、Ｄ２１２）を設定すればよい。更新デノミネータ（Ｄ２０４、Ｄ２１０）は、量子化スケーリングマトリクスを更新する際の変化率を決定するために用いられる。
【００５２】
図５は、ピクチャヘッダまたはシーケンスヘッダ（以下、これらを総称して「ヘッダ」と表記する）内に符号化されている２つのタイプの更新パラメータ（Ｄ３０２）を示す図である。更新パラメータ（Ｄ３０２）は、図５に示されるように、Ｍ個の変換サイズそれぞれに対して用意されており、それぞれが更新フラグ（Ｄ３００）と、更新タイプフラグ（Ｄ３０４）とを含む。
【００５３】
更新フラグ（Ｄ３００）は、この変換サイズに対する量子化スケーリングマトリクス値が更新されるか否かを示す。更新タイプフラグ（Ｄ３０４）は、新たな量子化スケーリングマトリクスの符号化方法を示すフラグである。
【００５４】
例えば、更新タイプフラグ（Ｄ３０４）に０が設定されている場合、新たな量子化スケーリングマトリクスを過去の量子化スケーリングマトリクスを用いて符号化している（以下、「第１の方法」と表記する）ことを示す。この場合、図５の右下に示されるように、第１更新パラメータ（Ｄ３１０）、第２更新パラメータ（Ｄ３１２）、デルタマトリクス値の数（Ｄ３１４）、およびそれに続くデルタマトリクス値（Ｄ３１６）がヘッダ内に符号化されている。
【００５５】
一方、更新タイプフラグ（Ｄ３０４）に値１が設定されている場合、新たな量子化スケーリングマトリクスを過去の量子化スケーリングマトリクスを用いずに符号化している（以下、「第２の方法」と表記する）ことを示す。この場合、図５の左下に示されるように、デルタマトリクス値（Ｄ３０６）がヘッダ内に符号化されている。この第２の方法は、例えば、量子化スケーリングマトリクスを符号化する従来の方法のように、量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値を所定の順序で並べ、前後の値の差分値をデルタマトリクス値（Ｄ３０１６）とすればよい。
【００５６】
図６は、ヘッダ内の更新パラメータの復号処理を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、画像復号装置１０は、ヘッダ内の更新フラグ（Ｄ２０２、Ｄ２０８）を復号し（Ｓ４００）、更新フラグの値を確認する（Ｓ４０２）。
【００５８】
次に、画像復号装置１０は、更新フラグの値が１であれば（Ｓ４０２でＹｅｓ）、更新デノミネータ（Ｄ２０４、Ｄ２１０）を復号する（Ｓ４０４）。更新デノミネータは、例えば、量子化スケーリングマトリクス値を更新するときに、変化率を決定するために用いられる。次に、画像復号装置１０は、更新パラメータ（Ｄ２０６、Ｄ２１２）を復号する（Ｓ４０６）。そして、画像復号装置１０は、新たな量子化スケーリングマトリクス値を算出する（Ｓ４０８）。
【００５９】
図７は、ヘッダ内の更新パラメータの符号化処理を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、画像符号化装置２０は、更新フラグを符号化する（Ｓ５００）。この更新フラグには、新たな量子化スケーリングマトリクスを生成するための更新パラメータを、ヘッダに含めるか否かを示す情報が設定される。
【００６１】
次に、画像符号化装置２０は、更新フラグの値に１を設定した場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、更新デノミネータを符号化する（Ｓ５０４）。次に、画像符号化装置２０は、新たな量子化スケーリングマトリクスを生成するための更新パラメータを算出する（Ｓ５０６）。そして、画像符号化装置２０は、算出した更新パラメータを符号化して、符号化ストリームに含める（Ｓ５０８）。
【００６２】
図８は、１ブロック変換サイズの量子化スケーリングマトリクス値を更新する復号処理を説明するフローチャートである。
【００６３】
まず、画像復号装置１０は、ヘッダに含まれる更新フラグ（Ｄ３００）を復号する（Ｓ６００）。次に、画像復号装置１０は、更新フラグの値が１であれば（Ｓ６０１でＹｅｓ）、ヘッダに含まれる更新タイプフラグ（Ｄ３０４）を復号する（Ｓ６０２）。
【００６４】
次に、更新タイプフラグが０であれば（Ｓ６０４でＹｅｓ）、画像復号装置１０は、ヘッダに含まれる更新パラメータ（Ｄ３０２）を復号し（Ｓ６０６）、第１の方法に従って、過去の量子化スケーリングマトリクス値を用いて新たな量子化スケーリングマトリクス値を算出する（Ｓ６０８）。
【００６５】
一方、更新タイプフラグが１であれば（Ｓ６０４でＮｏ）、画像復号装置１０は、第２の方法に従って、過去の量子化スケーリングマトリクス値を用いずに、新たな量子化スケーリングマトリクス値を復号する（Ｓ６１０）。
【００６６】
図９は、１ブロック変換サイズの量子化スケーリングマトリクス値を更新する符号化処理を説明するフローチャートである。まず、画像符号化装置２０は、自らが設定した更新フラグを符号化する（Ｓ７００）。
【００６７】
次に、更新フラグの値が１であれば（Ｓ７０２でＹｅｓ）、画像符号化装置２０は、自らが設定した更新タイプフラグを符号化する（Ｓ７０４）。次に、更新タイプフラグの値が０であれば（Ｓ７０６でＹｅｓ）、画像符号化装置２０は、過去の量子化スケーリングマトリクス値を用いて更新パラメータを算出し（Ｓ７０８）、算出された更新パラメータを符号化する（Ｓ７１０）。
【００６８】
一方、更新タイプフラグの値が１であれば（Ｓ７０６でＮｏ）、画像符号化装置２０は、過去の量子化スケーリングマトリクス値を用いずに、新たな量子化スケーリングマトリクス値を符号化する（Ｓ７１４）。
【００６９】
図１０は、更新パラメータを復号する処理を説明するフローチャートである。
【００７０】
まず、画像復号装置１０は、ヘッダに含まれる情報を用いて、第１の更新パラメータと、第２の更新パラメータとを復号する（Ｓ８００〜Ｓ８０２）。
【００７１】
次に、画像復号装置１０は、全てのデルタマトリクス値をゼロ値に初期化する（Ｓ８０４）。そして、画像復号装置１０は、ヘッダに含まれる符号化されたデルタマトリクス値の数を復号する（Ｓ８０６）。最後に、画像復号装置１０は、デルタマトリクス値を復号する（Ｓ８０８〜Ｓ８１４）。
【００７２】
ここで復号できるデルタマトリクス値の数は、符号化されたデルタマトリクス値の復号された数に基づく。これらのデルタマトリクス値は、各変換ブロックにおいて、所定の走査順、例えばジグザグスキャン順に並べられており、２次元変換ブロックの低周波成分から高周波成分に対するデルタマトリクス値を表す。変換ブロックサイズの大きさにより、走査順は異なってくる。例えば、８×２ブロックの場合の走査順序と、２×８ブロックの場合の走査順序とは異なる。
【００７３】
図１１は、更新パラメータを符号化する処理を説明するフローチャートである。
【００７４】
まず、画像符号化装置２０は、第１の更新パラメータと、第２の更新パラメータとを符号化する（Ｓ９００〜Ｓ９０２）。
【００７５】
次に、画像符号化装置２０は、符号化対象のデルタマトリクス値の数を算出する（Ｓ９０４）。デルタマトリクス値の数を求める計算の一例は、走査位置における最後の非ゼロデルタマトリクス値の位置を求めることである。次に、画像符号化装置２０は、デルタマトリクス値の数を符号化する（Ｓ９０６）。そして最後に、画像符号化装置２０は、ブロックの走査順の最終位置が符号化済みデルタマトリクス値の数と等しくなるまで、変換ブロックサイズのデルタマトリクス値を符号化する（Ｓ９０８〜Ｓ９１４）。
【００７６】
図１２は、第１の方法を用いて、新たな量子化スケーリングマトリクス値を算出する復号処理を説明するフローチャートである。
【００７７】
まず、画像復号装置１０は、過去のスケーリングマトリクス値を取得する（Ｓ１０００）。次に、画像復号装置１０は、図５に示される第１の更新パラメータ（Ｄ３１０）によって決定された第１の係数で、過去の量子化スケーリングマトリクス値をスケーリングすることで、第１の値を算出する（Ｓ１００２）。ここで算出される第１の値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。
【００７８】
なお、第１の係数は、例えば、以下の式によって表すことができる。
【００７９】
第１の係数＝（第１の更新パラメータ＋更新デノミネータ）／更新デノミネータ
【００８０】
更新デノミネータは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ヘッダに表現されるか、予め定義された値に設定される。予め定義された値は、例えば、１６または１２８である。ただし、上記の式で算出される第１の係数を、第１の更新パラメータとしてヘッダに設定しておいてもよい。これにより、ヘッダ内における更新デノミネータを設定する領域が必要なくなると共に、画像復号装置１０で上記の演算を行う必要がなくなる。
【００８１】
次に、画像復号装置１０は、過去の量子化スケーリングマトリクス値と、固定値との差分値を算出する（Ｓ１００４）。ここで算出される差分値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。
【００８２】
なお、固定値は、少なくとも量子化スケーリングマトリクス毎に定められる値であって、例えば、過去の量子化スケーリングマトリクス値の直流成分の値（例えば、１６）、過去の量子化スケーリングマトリクスの全ての値の平均値（平均スケーリングマトリクス値）であってもよい。
【００８３】
次に、画像復号装置１０は、図５に示される第２の更新パラメータ（Ｄ３１２）によって決定された第２の係数で、算出されたＳ１００４で算出された差分値をスケーリングすることで、第２の値を算出する（Ｓ１００６）。ここで算出される第２の値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。
【００８４】
なお、第２の係数は、例えば、以下の式によって表すことができる。
【００８５】
第２の係数＝第２の更新パラメータ／更新デノミネータ
【００８６】
更新デノミネータは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ヘッダに表現されるか、予め定義された値に設定される。予め定義された値は、例えば、１６または１２８である。ただし、上記の式で算出される第２の係数を、第２の更新パラメータとしてヘッダに設定しておいてもよい。これにより、ヘッダ内における更新デノミネータを設定する領域が必要なくなると共に、画像復号装置１０で上記の演算を行う必要がなくなる。
【００８７】
次に、第１の値と第２の値との和を算出することで、予測マトリクス値を得る（Ｓ１００８）。ここで算出される予測マトリクス値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。
【００８８】
そして、画像復号装置１０は、算出された予測マトリクス値にデルタマトリクス値を加算（対応する係数同士を加算する）することで、新たな量子化スケーリングマトリクス値を算出する（Ｓ１０１０）。図１２の処理は、下記式１のように表すことができる。
【００８９】
【数１】
2011052217.tif 000003
【００９０】
ここで、Ｍnew（ｉ）は、新たな量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値を示す。Ｍold（ｉ）は、過去の量子化スケーリングマトリクスを構成するｎ個の値を示す。ΔＭ（ｉ）は、デルタマトリクスを構成するｎ個の値を示す。また、Ｐ１は第１の係数を、Ｐ２は第２の係数を、Ｆは固定値を示す。そして、新たな量子化スケーリングマトリクス、過去の量子化スケーリングマトリクス、予測マトリクス、及びデルタマトリクスは、それぞれｎ（ｎは２以上の自然数）個の値で構成される行列（すなわち、ｉ＝１〜ｎ）である。
【００９１】
ここで、式１の第１項は図１２のＳ１００２の処理に対応し、式１の第２項は図１２のＳ１００４〜Ｓ１００６に対応する。また、式１の第１項と第２項とを加算することにより、予測マトリクスが得られる（すなわち、図１２のＳ１００８に対応する）。そして、予測マトリクスに、式１の第３項を加算することにより、新たな量子化スケーリングマトリクスが得られる（すなわち、図１２のＳ１０１０に対応する）。
【００９２】
図１３は、量子化スケーリングマトリクス値から更新パラメータを算出する符号化処理を説明するフローチャートである。
【００９３】
まず、画像符号化装置２０は、過去の量子化スケーリングマトリクスを決定する（Ｓ１１００）。ここで、過去の量子化スケーリングマトリクスは、例えば、既に符号化されている複数の量子化スケーリングマトリクスのうち、新たな量子化スケーリングマトリクスとの相関が最も高いものを選択してもよい。
【００９４】
次に、画像符号化装置２０は、図５に示される第１の更新パラメータ（Ｄ３１０）によって決定された第１の係数で過去のスケーリングマトリクス値をスケーリングすることで、第１の値を算出する（Ｓ１１０２）。ここで算出される第１の値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。
【００９５】
なお、第１の係数は、例えば、以下の式によって表すことができる。
【００９６】
第１の係数＝（第１の更新パラメータ＋更新デノミネータ）／更新デノミネータ
【００９７】
更新デノミネータは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ヘッダに表現されるか、予め定義された値に設定される。予め定義された値は、例えば、１６または１２８である。ただし、上記の式で算出される第１の係数を、第１の更新パラメータとしてヘッダに設定しておいてもよい。これにより、ヘッダ内における更新デノミネータを設定する領域が必要なくなると共に、画像符号化装置２０で上記の演算を行う必要がなくなる。
【００９８】
次に、画像符号化装置２０は、過去のスケーリングマトリクス値と、固定値との差分値を算出する（Ｓ１１０４）。ここで算出される差分値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。また、固定値の具体例は既に説明しているので、再度の説明は省略する。
【００９９】
次に、画像符号化装置２０は、図５に示される第２の更新パラメータ（Ｄ３１２）によって決定された第２の係数で、Ｓ１１０４で算出された差分値をスケーリングすることで、第２の値を算出する（Ｓ１１０６）。ここで算出される第２の値は、量子化スケーリングマトリクスと同じ数の係数を持つマトリクスである。
【０１００】
なお、第２の係数は、例えば、以下の式によって表すことができる。
【０１０１】
第２の係数＝第２の更新パラメータ／更新デノミネータ
【０１０２】
更新デノミネータは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ヘッダに表現されるか、予め定義された値に設定される。予め定義された値は、例えば、１６または１２８である。ただし、上記の式で算出される第２の係数を、第２の更新パラメータとしてヘッダに設定しておいてもよい。これにより、ヘッダ内における更新デノミネータを設定する領域が必要なくなると共に、画像符号化装置２０で上記の演算を行う必要がなくなる。
【０１０３】
次に、画像符号化装置２０は、第１の値と第２の値との和を算出することで、予測マトリクス値を得る（Ｓ１１０８）。そして、画像符号化装置２０は、新たな量子化スケーリングマトリクス値から、Ｓ１１０８で算出された予測マトリクス値を減算することで、デルタマトリクス値を算出する（Ｓ１１１０）。図１３の処理は、下記式２のように表すことができる。
【０１０４】
【数２】
2011052217.tif 000004
【０１０５】
各変数の説明は、上記の式１と共通するので、再度の説明は省略する。
【０１０６】
なお、式２の第２項では、過去の量子化スケーリングマトリクスを構成する各値に第１の係数Ｐ１が乗算される。すなわち、第１の係数Ｐ１は、過去の量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のばらつきを変更することなく、全体の倍率を変更するための係数である。
【０１０７】
一方、式２の第３項では、過去の量子化スケーリングマトリクスを構成する各値から固定値Ｆを減算し、その減算値に第２の係数Ｐ２が乗算される。ここで、固定値Ｆには、過去の量子化スケーリングマトリクスの直流成分の値に近い（典型的には、一致する）値が設定される。そうすると、過去の量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のうち、直流成分の値に近い低周波成分の値は０に近づくことになる。
【０１０８】
その結果、第２の係数Ｐ２は、過去の量子化スケーリングマトリクスを構成する複数の値のうち、低周波成分に与える影響は相対的に小さく、高周波成分に与える影響は相対的に大きい。すなわち、式２の第３項の演算では、第２の係数Ｐ２の値が大きくなる程、新たな量子化スケーリングマトリクスの低周波成分の値と高周波成分の値との間のばらつきを大きくすることができる。
【０１０９】
そして、式２の第２項及び第３項を加算した予測マトリクスの各値が、新たな量子化スケーリングマトリクスの対応する値に近い程、デルタマトリクスの値も０に近づく。そこで、画像符号化装置１０は、新たな量子化スケーリングパラメータとの相関が最も高い過去の量子化スケーリングパラメータを選択すると共に、デルタマトリクス値が最も小さくなるように（例えば、平均二乗誤差が最小になるように）、第１及び第２の更新パラメータを決定することにより、符号化効率を向上させることができる。
【０１１０】
図１４は、本発明の一形態に係る画像復号装置１０Ａの詳細な機能ブロック図である。図１４に示されるように、この例示的な画像復号装置１０Ａは、量子化スケーリングマトリクスパラメータ解析部１２００、量子化スケーリングマトリクス値算出部１２０２、量子化スケーリングマトリクス値格納部１２０４、第１メモリ部１２０６、逆量子化部１２０８、逆変換部１２１０、サンプル再構築部１２１２、サンプル予測部１２１４、および第２メモリ部１２１６を備える。
【０１１１】
量子化スケーリングマトリクスパラメータ解析部１２００は、符号化ストリームからヘッダ（Ｄ１２０１）を読み出し、更新パラメータ（Ｄ１２０３）を量子化スケーリングマトリクス算出部１２０２に出力する。この量子化スケーリングマトリクスパラメータ解析部１２００は、例えば、図１の更新パラメータ取得部１２に対応する。
【０１１２】
量子化スケーリングマトリクス算出部１２０２は、その後、新たな量子化スケーリングマトリクス値（Ｄ１２０５）を量子化スケーリングマトリクス値格納部１２０４に出力する。この量子化スケーリングマトリクス算出部１２０２は、例えば、図１のマトリクス取得部１１及びマトリクス復号部１３に対応する。
【０１１３】
そして、量子化スケーリングマトリクス値格納部１２０４は、新たな量子化スケーリングマトリクス値（Ｄ１２０７）を第１メモリ部１２０６に格納する。
【０１１４】
逆量子化部１２０８、逆変換部１２１０、サンプル再構築部１２１２、メモリ部１２１６、およびサンプル予測部１２１４は、画像復号装置１０Ａの一部を形成し、例えば、図１の画像復号部１４に対応する。
【０１１５】
逆量子化部１２０８は、ピクチャの符号化ブロック（Ｄ１２１３）と、新たな量子化スケーリングマトリクス値（Ｄ１２１１）とを取り込み、逆量子化処理を実行する。逆量子化済み係数（Ｄ１２１５）は、逆変換部１２１０に送信され、復号残差（Ｄ１２１７）がサンプル再構築部１２１２に出力される。
【０１１６】
サンプル再構築部１２１２は、復号残差（Ｄ１２１７）と、予測サンプル（Ｄ１２２１）とを取り込み、再構築サンプル（Ｄ１２１９）を出力する。再構築サンプル（Ｄ１２１９）は、その後、第２メモリ部１２１６に格納され、サンプル予測部１２１４によって予測サンプル（Ｄ１２２１）の生成に用いられることになる。
【０１１７】
図１５は、本発明の一形態に係る画像符号化装置２０Ａを示す図である。図１５に示されるように、この例示的な画像符号化装置２０Ａは、量子化スケーリングマトリクス更新パラメータ算出部１３００、量子化スケーリングマトリクスパラメータ書き込み部１３０２、第１メモリ部１３０４、減算部１３０６、変換部１３０８、量子化部１３１０、逆量子化部１３１２、逆変換部１３１４、第２メモリ部１３１８、加算部１３２０、およびサンプル予測部１３１６を備える。
【０１１８】
減算部１３０６、変換部１３０８、量子化部１３１０、逆量子化部１３１２、逆変換部１３１４、メモリ部１３１８と、加算部１３２０、およびサンプル予測部１３１６は、符号化装置２０Ａの一部を形成し、例えば、図２の符号化部２３に対応する。
【０１１９】
量子化スケーリングマトリクス更新パラメータ算出部１３００は、第１メモリ部１３０４から新たな量子化スケーリングマトリクス値（Ｄ１３０１）および量子化スケーリングマトリクス値を取り込み、量子化スケーリングマトリクスパラメータ書き込み部１３０２に更新パラメータ（Ｄ１３０３）を出力する。この量子化スケーリングマトリクス更新パラメータ算出部１３００は、例えば、図２のマトリクス取得部２１及び更新パラメータ算出部２２に相当する。量子化スケーリングマトリクスパラメータ書き込み部１３０２は、量子化スケーリングマトリクス更新パラメータ（Ｄ１３０５）をヘッダに書き込む。この量子化スケーリングマトリクスパラメータ書き込み部１３０２は、例えば、図２の符号化部２３の機能の一部に対応する。
【０１２０】
減算部１３０６は、ピクチャの非圧縮サンプル（Ｄ１３０９）と予測サンプル（Ｄ１３１５）とを取り込み、残差ブロック（Ｄ１３１１）を変換部１３０８に出力する。変換部１３０８は、残差ブロック（Ｄ１３１１）を変換し、変換係数（Ｄ１３１３）を量子化部１３１０に出力する。量子化部１３１０は、変換係数（Ｄ１３１３）と、新たな量子化スケーリングマトリクス値（Ｄ１３０７）とを読み出し、ピクチャの符号化サンプル（Ｄ１３１７）を出力する。
【０１２１】
逆量子化部１３１２は、符号化サンプル（Ｄ１３１７）を読み出し、新たな量子化スケーリングマトリクス値（Ｄ１３０７）を用いて逆量子化処理を実行し、逆量子化係数（Ｄ１３１９）を逆変換部１３１４に出力する。逆変換部１３１４は、再構築残差（Ｄ１３２７）を加算部１３２０に出力する。加算部１３２９は、再構築残差（Ｄ１３２７）と予測サンプル（Ｄ１３１５）とを読み出し、ピクチャの再構築サンプル（Ｄ１３２１、Ｄ１３２５）を出力する。再構築サンプル（Ｄ１３２５）は、第２メモリ部１３１８に格納される。サンプル予測部１３１６は、第２メモリ部１３１８から再構築サンプル（Ｄ１３２３）を読み出し、予測サンプル（Ｄ１３１５）を出力することになる。
【０１２２】
（実施の形態２）
上記実施の形態で示した画像符号化方法または画像復号方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０１２３】
さらにここで、上記実施の形態で示した画像符号化方法および画像復号方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
【０１２４】
図１６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０が設置されている。
【０１２５】
このコンテンツ供給システムｅｘ１００は、インターネットｅｘ１０１にインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２および電話網ｅｘ１０４、および、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５などの各機器が接続される。
【０１２６】
しかし、コンテンツ供給システムｅｘ１００は図１６のような構成に限定されず、いずれかの要素を組み合わせて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網ｅｘ１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【０１２７】
カメラｅｘ１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラｅｘ１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ｅｘ１１４は、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式、もしくはＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）の携帯電話機、または、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等であり、いずれでも構わない。
【０１２８】
コンテンツ供給システムｅｘ１００では、カメラｅｘ１１３等が基地局ｅｘ１０９、電話網ｅｘ１０４を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラｅｘ１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記実施の形態で説明したように符号化処理を行い、ストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号処理して再生する。
【０１２９】
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラｅｘ１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバｅｘ１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバｅｘ１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラｅｘ１１３に限らず、カメラｅｘ１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータｅｘ１１１を介してストリーミングサーバｅｘ１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラｅｘ１１６、コンピュータｅｘ１１１、ストリーミングサーバｅｘ１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
【０１３０】
また、これら符号化処理および復号処理は、一般的にコンピュータｅｘ１１１および各機器が有するＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）ｅｘ５００において処理する。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、画像符号化用および画像復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化処理および復号処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ｅｘ１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ｅｘ１１４が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。
【０１３１】
また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバまたは複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
【０１３２】
以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができ、特別な権利または設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
【０１３３】
このコンテンツ供給システムを構成する各機器の符号化、復号には上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号方法を用いるようにすればよい。
【０１３４】
その一例として携帯電話ｅｘ１１４について説明する。
【０１３５】
図１７は、上記実施の形態で説明した画像符号化方法と画像復号方法を用いた携帯電話ｅｘ１１４を示す図である。携帯電話ｅｘ１１４は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ６０１、ＣＣＤカメラ等の映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ６０３、カメラ部ｅｘ６０３で撮影した映像、アンテナｅｘ６０１で受信した映像等が復号されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ｅｘ６０２、操作キーｅｘ６０４群から構成される本体部、音声出力をするためのスピーカ等の音声出力部ｅｘ６０８、音声入力をするためのマイク等の音声入力部ｅｘ６０５、撮影した動画もしくは静止画のデータ、受信したメールのデータ、動画のデータもしくは静止画のデータ等、符号化されたデータまたは復号されたデータを保存するための記録メディアｅｘ６０７、携帯電話ｅｘ１１４に記録メディアｅｘ６０７を装着可能とするためのスロット部ｅｘ６０６を有している。記録メディアｅｘ６０７はＳＤカード等のプラスチックケース内に電気的に書換えおよび消去が可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭの一種であるフラッシュメモリ素子を格納したものである。
【０１３６】
さらに、携帯電話ｅｘ１１４について図１８を用いて説明する。携帯電話ｅｘ１１４は表示部ｅｘ６０２および操作キーｅｘ６０４を備えた本体部の各部を統括的に制御するようになされた主制御部ｅｘ７１１に対して、電源回路部ｅｘ７１０、操作入力制御部ｅｘ７０４、画像符号化部ｅｘ７１２、カメラインターフェース部ｅｘ７０３、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）制御部ｅｘ７０２、画像復号部ｅｘ７０９、多重分離部ｅｘ７０８、記録再生部ｅｘ７０７、変復調回路部ｅｘ７０６および音声処理部ｅｘ７０５が同期バスｅｘ７１３を介して互いに接続されている。
【０１３７】
電源回路部ｅｘ７１０は、ユーザの操作により終話および電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりカメラ付デジタル携帯電話ｅｘ１１４を動作可能な状態に起動する。
【０１３８】
携帯電話ｅｘ１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等でなる主制御部ｅｘ７１１の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ｅｘ６０５で集音した音声信号を音声処理部ｅｘ７０５によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して送信する。また携帯電話ｅｘ１１４は、音声通話モード時にアンテナｅｘ６０１で受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム逆拡散処理し、音声処理部ｅｘ７０５によってアナログ音声データに変換した後、音声出力部ｅｘ６０８を介してこれを出力する。
【０１３９】
さらに、データ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キーｅｘ６０４の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ｅｘ７０４を介して主制御部ｅｘ７１１に送出される。主制御部ｅｘ７１１は、テキストデータを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して基地局ｅｘ１１０へ送信する。
【０１４０】
データ通信モード時に画像データを送信する場合、カメラ部ｅｘ６０３で撮像された画像データを、カメラインターフェース部ｅｘ７０３を介して画像符号化部ｅｘ７１２に供給する。また、画像データを送信しない場合には、カメラ部ｅｘ６０３で撮像した画像データをカメラインターフェース部ｅｘ７０３およびＬＣＤ制御部ｅｘ７０２を介して表示部ｅｘ６０２に直接表示することも可能である。
【０１４１】
画像符号化部ｅｘ７１２は、本願発明で説明した画像符号化装置を備えた構成であり、カメラ部ｅｘ６０３から供給された画像データを上記実施の形態で示した画像符号化装置に用いた符号化方法によって圧縮符号化することにより符号化画像データに変換し、これを多重分離部ｅｘ７０８に送出する。また、このとき同時に携帯電話ｅｘ１１４は、カメラ部ｅｘ６０３で撮像中に音声入力部ｅｘ６０５で集音した音声を、音声処理部ｅｘ７０５を介してデジタルの音声データとして多重分離部ｅｘ７０８に送出する。
【０１４２】
多重分離部ｅｘ７０８は、画像符号化部ｅｘ７１２から供給された符号化画像データと音声処理部ｅｘ７０５から供給された音声データとを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して送信する。
【０１４３】
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、アンテナｅｘ６０１を介して基地局ｅｘ１１０から受信した受信データを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム逆拡散処理し、その結果得られる多重化データを多重分離部ｅｘ７０８に送出する。
【０１４４】
また、アンテナｅｘ６０１を介して受信された多重化データを復号するには、多重分離部ｅｘ７０８は、多重化データを分離することにより画像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ７１３を介して当該符号化画像データを画像復号部ｅｘ７０９に供給すると共に当該音声データを音声処理部ｅｘ７０５に供給する。
【０１４５】
次に、画像復号部ｅｘ７０９は、本願で説明した画像復号装置を備えた構成であり、画像データのビットストリームを上記実施の形態で示した符号化方法に対応した復号方法で復号することにより再生動画像データを生成し、これを、ＬＣＤ制御部ｅｘ７０２を介して表示部ｅｘ６０２に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる動画データが表示される。このとき同時に音声処理部ｅｘ７０５は、音声データをアナログ音声データに変換した後、これを音声出力部ｅｘ６０８に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。
【０１４６】
なお、上記システムの例に限られず、最近は衛星、地上波によるデジタル放送が話題となっており、図１９に示すようにデジタル放送用システムにも上記実施の形態の少なくとも画像符号化装置または画像復号装置を組み込むことができる。具体的には、放送局ｅｘ２０１では音声データ、映像データまたはそれらのデータが多重化されたビットストリームが電波を介して通信または放送衛星ｅｘ２０２に伝送される。これを受けた放送衛星ｅｘ２０２は、放送用の電波を発信し、衛星放送受信設備をもつ家庭のアンテナｅｘ２０４はこの電波を受信し、テレビ（受信機）ｅｘ３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ｅｘ２１７などの装置はビットストリームを復号してこれを再生する。また、記録媒体であるＣＤおよびＤＶＤ等の記録メディアｅｘ２１５、ｅｘ２１６に記録した画像データと、音声データが多重化されたビットストリームを読み取り、復号するリーダ／レコーダｅｘ２１８にも上記実施の形態で示した画像復号装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタｅｘ２１９に表示される。また、ケーブルテレビ用のケーブルｅｘ２０３または衛星／地上波放送のアンテナｅｘ２０４に接続されたセットトップボックスｅｘ２１７内に画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタｅｘ２１９で再生する構成も考えられる。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号装置を組み込んでも良い。また、アンテナｅｘ２０５を有する車ｅｘ２１０で、衛星ｅｘ２０２または基地局等から信号を受信し、車ｅｘ２１０が有するカーナビゲーションｅｘ２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。
【０１４７】
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアｅｘ２１５に記録した音声データ、映像データまたはそれらのデータが多重化された符号化ビットストリームを読み取り復号する、または、記録メディアｅｘ２１５に、音声データ、映像データまたはそれらのデータを符号化し、多重化データとして記録するリーダ／レコーダｅｘ２１８にも上記実施の形態で示した画像復号装置または画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタｅｘ２１９に表示される。また、符号化ビットストリームが記録された記録メディアｅｘ２１５により、他の装置およびシステム等は、映像信号を再生することができる。例えば、他の再生装置ｅｘ２１２は、符号化ビットストリームがコピーされた記録メディアｅｘ２１４を用いて、モニタｅｘ２１３に映像信号を再生することができる。
【０１４８】
また、ケーブルテレビ用のケーブルｅｘ２０３または衛星／地上波放送のアンテナｅｘ２０４に接続されたセットトップボックスｅｘ２１７内に画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタｅｘ２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号装置を組み込んでもよい。
【０１４９】
図２０は、上記実施の形態で説明した画像復号方法および画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ｅｘ３００を示す図である。テレビｅｘ３００は、上記放送を受信するアンテナｅｘ２０４またはケーブルｅｘ２０３等を介して映像情報のビットストリームを取得、または、出力するチューナｅｘ３０１と、受信した符号化データを復調する、または、生成された符号化データを外部に送信するために変調する変調／復調部ｅｘ３０２と、復調した映像データと音声データとを分離する、または、符号化された映像データと音声データとを多重化する多重／分離部ｅｘ３０３を備える。また、テレビｅｘ３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号する、または、それぞれの情報を符号化する音声信号処理部ｅｘ３０４、映像信号処理部ｅｘ３０５を有する信号処理部ｅｘ３０６と、復号された音声信号を出力するスピーカｅｘ３０７、復号された映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ｅｘ３０８を有する出力部ｅｘ３０９とを有する。さらに、テレビｅｘ３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ｅｘ３１２等を有するインターフェース部ｅｘ３１７を有する。さらに、テレビｅｘ３００は、各部を統括的に制御する制御部ｅｘ３１０、各部に電力を供給する電源回路部ｅｘ３１１を有する。インターフェース部ｅｘ３１７は、操作入力部ｅｘ３１２以外に、リーダ／レコーダｅｘ２１８等の外部機器と接続されるブリッジｅｘ３１３、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１６を装着可能とするためのスロット部ｅｘ３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバｅｘ３１５、電話網と接続するモデムｅｘ３１６等を有していてもよい。なお記録メディアｅｘ２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビｅｘ３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
【０１５０】
まず、テレビｅｘ３００がアンテナｅｘ２０４等により外部から取得したデータを復号し、再生する構成について説明する。テレビｅｘ３００は、リモートコントローラｅｘ２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ｅｘ３１０の制御に基づいて、変調／復調部ｅｘ３０２で復調した映像データ、音声データを多重／分離部ｅｘ３０３で分離する。さらにテレビｅｘ３００は、分離した音声データを音声信号処理部ｅｘ３０４で復号し、分離した映像データを映像信号処理部ｅｘ３０５で上記実施の形態で説明した復号方法を用いて復号する。復号した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ｅｘ３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファｅｘ３１８、ｅｘ３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビｅｘ３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１５、ｅｘ２１６から符号化された符号化ビットストリームを読み出してもよい。次に、テレビｅｘ３００が音声信号および映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビｅｘ３００は、リモートコントローラｅｘ２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ｅｘ３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ｅｘ３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ｅｘ３０５で映像信号を上記実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ｅｘ３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファｅｘ３２０、ｅｘ３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファｅｘ３１８〜ｅｘ３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、一つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ｅｘ３０２と多重／分離部ｅｘ３０３との間等でもシステムのオーバフローおよびアンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
【０１５１】
また、テレビｅｘ３００は、放送および記録メディア等から音声データおよび映像データを取得する以外に、マイクおよびカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビｅｘ３００は、上記の符号化処理、多重化、および、外部出力ができる構成として説明したが、これらのすべての処理を行うことはできず、上記受信、復号処理、および、外部出力のうちいずれかのみが可能な構成であってもよい。
【０１５２】
また、リーダ／レコーダｅｘ２１８で記録メディアから符号化ビットストリームを読み出す、または、書き込む場合には、上記復号処理または符号化処理はテレビｅｘ３００およびリーダ／レコーダｅｘ２１８のうちいずれかで行ってもよいし、テレビｅｘ３００とリーダ／レコーダｅｘ２１８とが互いに分担して行ってもよい。
【０１５３】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ｅｘ４００の構成を図２１に示す。情報再生／記録部ｅｘ４００は、以下に説明する要素ｅｘ４０１〜ｅｘ４０７を備える。光ヘッドｅｘ４０１は、光ディスクである記録メディアｅｘ２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアｅｘ２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ｅｘ４０２は、光ヘッドｅｘ４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ｅｘ４０３は、光ヘッドｅｘ４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアｅｘ２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファｅｘ４０４は、記録メディアｅｘ２１５に記録するための情報および記録メディアｅｘ２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータｅｘ４０５は記録メディアｅｘ２１５を回転させる。サーボ制御部ｅｘ４０６は、ディスクモータｅｘ４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドｅｘ４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ｅｘ４０７は、情報再生／記録部ｅｘ４００全体の制御を行う。上記の読み出しおよび書き込みの処理は、システム制御部ｅｘ４０７が、バッファｅｘ４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成および追加を行うと共に、変調記録部ｅｘ４０２、再生復調部ｅｘ４０３およびサーボ制御部ｅｘ４０６を協調動作させながら、光ヘッドｅｘ４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ｅｘ４０７は、例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０１５４】
以上では、光ヘッドｅｘ４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
【０１５５】
図２２に光ディスクである記録メディアｅｘ２１５の模式図を示す。記録メディアｅｘ２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックｅｘ２３０には、あらかじめグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックｅｘ２３１の位置を特定するための情報を含み、記録および再生を行う装置は、情報トラックｅｘ２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアｅｘ２１５は、データ記録領域ｅｘ２３３、内周領域ｅｘ２３２、外周領域ｅｘ２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ｅｘ２３３であり、データ記録領域ｅｘ２３３の内周または外周に配置されている内周領域ｅｘ２３２と外周領域ｅｘ２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ｅｘ４００は、このような記録メディアｅｘ２１５のデータ記録領域ｅｘ２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した符号化データの読み書きを行う。
【０１５６】
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりするなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
【０１５７】
また、デジタル放送用システムｅｘ２００において、アンテナｅｘ２０５を有する車ｅｘ２１０で衛星ｅｘ２０２等からデータを受信し、車ｅｘ２１０が有するカーナビゲーションｅｘ２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションｅｘ２１１の構成は例えば図２０に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータｅｘ１１１および携帯電話ｅｘ１１４等でも考えられる。また、上記携帯電話ｅｘ１１４等の端末は、テレビｅｘ３００と同様に、符号化器および復号器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。
【０１５８】
このように、上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号方法を上述したいずれの機器およびシステムに用いることは可能であり、そうすることで、上記実施の形態で説明した効果を得ることができる。
【０１５９】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
【０１６０】
（実施の形態３）
上記各実施の形態で示した画像符号化方法および装置、画像復号方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２３に１チップ化されたＬＳＩｅｘ５００の構成を示す。ＬＳＩｅｘ５００は、以下に説明する要素ｅｘ５０１〜ｅｘ５０９を備え、各要素はバスｅｘ５１０を介して接続している。電源回路部ｅｘ５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０１６１】
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩｅｘ５００は、ＣＰＵｅｘ５０２、メモリコントローラｅｘ５０３およびストリームコントローラｅｘ５０４等を有する制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、ＡＶ  Ｉ／Ｏｅｘ５０９によりマイクｅｘ１１７およびカメラｅｘ１１３等からＡＶ信号の入力を受け付ける。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリｅｘ５１１に蓄積される。制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは、処理量および処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ、信号処理部ｅｘ５０７に送られる。信号処理部ｅｘ５０７は、音声信号の符号化および／または映像信号の符号化を行う。ここで映像信号の符号化処理は、上記実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ｅｘ５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏｅｘ５０６から外部に出力する。この出力されたビットストリームは、基地局ｅｘ１０７に向けて送信されたり、または、記録メディアｅｘ２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファｅｘ５０８にデータを蓄積するとよい。
【０１６２】
また、例えば復号処理を行う場合には、ＬＳＩｅｘ５００は、制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、ストリームＩ／Ｏｅｘ５０６によって基地局ｅｘ１０７を介して得た符号化データ、または、記録メディアｅｘ２１５から読み出して得た符号化データを一旦メモリｅｘ５１１等に蓄積する。制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは、処理量および処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ｅｘ５０７に送られる。信号処理部ｅｘ５０７は、音声データの復号および／または映像データの復号を行う。ここで映像信号の復号処理は、上記実施の形態で説明した復号処理である。さらに、場合により復号された音声信号と復号された映像信号を同期して再生できるようそれぞれの信号を一旦バッファｅｘ５０８等に蓄積するとよい。復号された出力信号は、メモリｅｘ５１１等を適宜介しながら、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５およびテレビｅｘ３００等の各出力部から出力される。
【０１６３】
なお、上記では、メモリｅｘ５１１がＬＳＩｅｘ５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩｅｘ５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファｅｘ５０８も一つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩｅｘ５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
【０１６４】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１６５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１６６】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１６７】
以上、本発明に係る符号化方法、符号化装置、復号方法および復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施した形態、および、異なる実施の形態における構成要素およびステップ等を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、画像を符号化する画像符号化装置、及び符号化画像を復号する画像復号装置に有利に利用される。
【符号の説明】
【０１６９】
１０，１０Ａ  画像復号装置
１１，２１  マトリクス取得部
１２  更新パラメータ取得部
１３  マトリクス復号部
１４  画像復号部
２０，２０Ａ  画像符号化装置
２２  更新パラメータ算出部
２３  符号化部
１２００  量子化スケーリングマトリクスパラメータ解析部
１２０２  量子化スケーリングマトリクス算出部
１２０４  量子化スケーリングマトリクス値格納部
１２０６，１２１６，１３０４，１３１８  メモリ部
１２０８，１３１２  逆量子化部
１２１０，１３１４  逆変換部
１２１２  サンプル再構築部
１２１４，１３１６  サンプル予測部
１３００  量子化スケーリングマトリクス更新パラメータ算出部
１３０２  量子化スケーリングマトリクスパラメータ書き込み部
１３０６  減算部
１３０８  変換部
１３１０  量子化部
１３２０  加算部
ｅｘ１００  コンテンツ供給システム
ｅｘ１０１  インターネット
ｅｘ１０２  インターネットサービスプロバイダ
ｅｘ１０３  ストリーミングサーバ
ｅｘ１０４  電話網
ｅｘ１０６，ｅｘ１０７，ｅｘ１０８，ｅｘ１０９，ｅｘ１１０  基地局
ｅｘ１１１  コンピュータ
ｅｘ１１２  ＰＤＡ
ｅｘ１１３，ｅｘ１１６  カメラ
ｅｘ１１４  カメラ付デジタル携帯電話（携帯電話）
ｅｘ１１５  ゲーム機
ｅｘ１１７  マイク
ｅｘ２００  デジタル放送用システム
ｅｘ２０１  放送局
ｅｘ２０２  放送衛星（衛星）
ｅｘ２０３  ケーブル
ｅｘ２０４，ｅｘ２０５，ｅｘ６０１  アンテナ
ｅｘ２１０  車
ｅｘ２１１  カーナビゲーション（カーナビ）
ｅｘ２１２  再生装置
ｅｘ２１３，ｅｘ２１９  モニタ
ｅｘ２１４，ｅｘ２１５，ｅｘ２１６，ｅｘ６０７  記録メディア
ｅｘ２１７  セットトップボックス（ＳＴＢ）
ｅｘ２１８  リーダ／レコーダ
ｅｘ２２０  リモートコントローラ
ｅｘ２３０  情報トラック
ｅｘ２３１  記録ブロック
ｅｘ２３２  内周領域
ｅｘ２３３  データ記録領域
ｅｘ２３４  外周領域
ｅｘ３００  テレビ
ｅｘ３０１  チューナ
ｅｘ３０２  変調／復調部
ｅｘ３０３  多重／分離部
ｅｘ３０４  音声信号処理部
ｅｘ３０５  映像信号処理部
ｅｘ３０６，ｅｘ５０７  信号処理部
ｅｘ３０７  スピーカ
ｅｘ３０８，ｅｘ６０２  表示部
ｅｘ３０９  出力部
ｅｘ３１０，ｅｘ５０１  制御部
ｅｘ３１１，ｅｘ５０５，ｅｘ７１０  電源回路部
ｅｘ３１２  操作入力部
ｅｘ３１３  ブリッジ
ｅｘ３１４，ｅｘ６０６  スロット部
ｅｘ３１５  ドライバ
ｅｘ３１６  モデム
ｅｘ３１７  インターフェース部
ｅｘ３１８，ｅｘ３１９，ｅｘ３２０，ｅｘ３２１，ｅｘ４０４，ｅｘ５０８  バッファ
ｅｘ４００  情報再生／記録部
ｅｘ４０１  光ヘッド
ｅｘ４０２  変調記録部
ｅｘ４０３  再生復調部
ｅｘ４０５  ディスクモータ
ｅｘ４０６  サーボ制御部
ｅｘ４０７  システム制御部
ｅｘ５００  ＬＳＩ
ｅｘ５０２  ＣＰＵ
ｅｘ５０３  メモリコントローラ
ｅｘ５０４  ストリームコントローラ
ｅｘ５０６  ストリームＩ／Ｏ
ｅｘ５０９  ＡＶ  Ｉ／Ｏ
ｅｘ５１０  バス
ｅｘ６０３  カメラ部
ｅｘ６０４  操作キー
ｅｘ６０５  音声入力部
ｅｘ６０８  音声出力部
ｅｘ７０１  送受信回路部
ｅｘ７０２  ＬＣＤ制御部
ｅｘ７０３  カメラインターフェース部（カメラＩ／Ｆ部）
ｅｘ７０４  操作入力制御部
ｅｘ７０５  音声処理部
ｅｘ７０６  変復調回路部
ｅｘ７０７  記録再生部
ｅｘ７０８  多重分離部
ｅｘ７０９  画像復号部
ｅｘ７１１  主制御部
ｅｘ７１２  画像符号化部
ｅｘ７１３  同期バス
【図１】
2011052217.tif 000006
【図２】
2011052217.tif 000007
【図３】
2011052217.tif 000008
【図４Ａ】
2011052217.tif 000009
【図４Ｂ】
2011052217.tif 000010
【図５】
2011052217.tif 000011
【図６】
2011052217.tif 000012
【図７】
2011052217.tif 000013
【図８】
2011052217.tif 000014
【図９】
2011052217.tif 000015
【図１０】
2011052217.tif 000016
【図１１】
2011052217.tif 000017
【図１２】
2011052217.tif 000018
【図１３】
2011052217.tif 000019
【図１４】
2011052217.tif 000020
【図１５】
2011052217.tif 000021
【図１６】
2011052217.tif 000022
【図１７】
2011052217.tif 000023
【図１８】
2011052217.tif 000024
【図１９】
2011052217.tif 000025
【図２０】
2011052217.tif 000026
【図２１】
2011052217.tif 000027
【図２２】
2011052217.tif 000028
【図２３】
2011052217.tif 000029
【国際調査報告】
2011052217.tif 000030
2011052217.tif 000031
2011052217.tif 000032
2011052217.tif 000033
2011052217.tif 000034
2011052217.tif 000035
2011052217.tif 000036